Vers du solaire moins cher grâce à la molécule de fer

© Université de Lund

Des scientifiques ont mis au point une molécule de fer présentant des propriétés inédites. Avec ses nouvelles capacités, elle pourrait remplacer certains matériaux rares et chers utilisés dans les cellules photovoltaïques et pour la photocatalyse.

Pour exploiter l'énergie émise par le Soleil, les cellules solaires ont généralement recours à un semi-conducteur. L'inconvénient majeur de ce composant est qu'il est souvent constitué de métaux rares, comme l'indium ou le gallium. Mais des chercheurs des universités de Lund (Suède), d'Uppsala (Suède) et de Copenhague (Danemark) sont parvenus à mettre au point une alternative à ces éléments coûteux.

L'atout fer

Les scientifiques ont concentré leurs efforts sur un élément présent en grande quantité dans la croûte terrestre : le fer. Mais pas n'importe lequel. Ils ont en effet produit leurs propres molécules de fer, en optimisant leur structure moléculaire. Avec ce réagencement, les particules sont alors capables d'absorber et d'utiliser l'énergie solaire pendant une longue durée, mais aussi d'émettre de la lumière.

De cette façon, le fer, beaucoup moins coûteux que les métaux rares, pourrait être employé dans les cellules solaires. Et ses propriétés luminescentes pourraient également conduire à l'utiliser comme matériau pour des LED.

L'application à la photocatalyse

De plus, la molécule de fer optimisée pourrait aussi servir pour la photocatalyse. Il s'agit d'une technique d'oxydation reposant sur l'absorption de lumière, qui est notamment utilisée pour la dépollution de l'air et de l'eau. Mais comme la production d'énergie photovoltaïque, elle repose sur l'emploi de semi-conducteurs et est donc généralement dépendante de métaux rares.

Ici, c'est donc le fer qui pourrait jouer le rôle de catalyseur à la place du semi-conducteur. Il serait alors exploité, par exemple, pour la production de combustibles solaires, ou d'hydrogène, en fractionnant des molécules d'eau.

Les auteurs de l'étude ont été eux-mêmes surpris par la rapidité avec laquelle ils ont pu obtenir de tels résultats. Ils croient désormais dur comme fer que leur molécule pourra prochainement être utilisée pour la production d'une énergie plus propre.

Source : Université de Lund